Aproximación termodinámica al estudio de filosilicatos en paleosuelos de La Tatacoa
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Resumen
Esta investigación aplica un enfoque geoquímico y termodinámico para interpretar discrepancias mineralógicas en paleosuelos de La Tatacoa (Huila, Colombia). Se estudiaron tres perfiles de paleosuelo: uno gris-verdoso (PV, Formación La Victoria; ~13.6–13.1 Millones de años (Ma)) y dos rojos (FRB y LVRB, Formación Villavieja; ~13.1–12.0 Ma). El análisis mineralógico (DRX/FRX) reveló un desequilibrio químico en PV, con acumulación de nontronita (esmectita) no coherente con los diagramas de estabilidad en los sistemas Al₂O₃-MgO-Na₂O-K₂O-SiO₂-H₂O. En contraste, los perfiles FRB y LVRB mostraron proporciones estables de filosilicatos 1:1 y 2:1, coherentes con un ensamblaje en equilibrio. Se usaron proxies geoquímicos para reconstruir el pH del suelo y se integraron con modelos termodinámicos y diagramas de estabilidad, permitiendo distinguir minerales formados in situ de aquellos de origen alóctono (e.g., retrabajo de cenizas volcánicas). Además, se realizaron experimentos en columnas de Winogradsky y monitoreo multiespectral durante 8 meses, donde PV presentó mayor hinchamiento y liberación de Fe+3, sugiriendo degradación de nontronita y acidificación potencialmente microbiana. El perfil LVRB mostró estabilidad relativa de goethita y cambios espectrales compatibles con liberación de hierro férrico. Estos resultados evidencian que el equilibrio termodinámico es útil para interpretar el origen y transformación de arcillas en paleosuelos y para inferir transiciones paleoambientales entre condiciones húmedas y secas durante el Mioceno medio. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
This research applies a geochemical and thermodynamic approach to interpret mineralogical discrepancies in paleosols from La Tatacoa (Huila, Colombia). Three profiles were analyzed: one gray greenish colored (PV, La Victoria Formation; ~13.6–13.1 Ma) and two red colored (FRB and LVRB, Villavieja Formation; ~13.1–12.0 Ma). Mineralogical analyses (XRD/XRF) revealed a chemical disequilibrium in PV, with nontronite (a smectite) accumulation inconsistent with stability diagrams in the Al₂O₃-MgO-Na₂O-K₂O-SiO₂-H₂O systems. In contrast, FRB and LVRB profiles showed stable proportions of 1:1 and 2:1 phyllosilicates, coherent with equilibrium assemblages. Soil pH was reconstructed using geochemical proxies and integrated into thermodynamic models and mineral stability diagrams, enabling discrimination between in situ-formed and allochthonous clays (e.g., reworked volcanic ash). Additionally, Winogradsky column experiments and 8-month multispectral monitoring showed greater swelling and Fe+3 release in PV, suggesting nontronite degradation and microbially driven acidification. LVRB exhibited relative goethite stability and spectral changes linked to ferric iron release. These results demonstrate that thermodynamic equilibrium is a valuable tool to interpret the origin and transformation of clays in paleosols and to infer paleoenvironmental transitions between wetter and drier conditions during the Middle Miocene.
Descripción
Ilustraciones, mapas